空冷机组背压飞升RB的设计与试验

　　前言

　　20世纪80年代，总装机6×665MW直接空冷机组的马廷巴电站发生热风回流迫使汽轮机减负荷，受到人们特别关注。高温环境下空冷机组会受到大风或不利风向影响，在空冷散热器产生热风回流，造成机组背压急剧升高引起机组跳闸的问题。在同一地区直接空冷机组较多时，不利可能导致多台机组相继跳闸，对电网造成较大冲击。随着山西、内蒙、宁夏等地大型直接空冷机组的陆续投产，空冷机组在电网中所占的比重逐渐增大，不利风向可能导致多台机组相继跳闸，对电网造成较大冲击，空冷机组的安全稳定运行直接关系到电网的安全稳定。

　　2005年6月22日，山西漳山电厂2号机组带满负荷运行，当时天气炎热，气温38℃，机组背压为45kPa，空冷风机全速运行。17:30左右，由于雷阵雨前大风。汽轮机运行背压发生大幅度波动。在17点30分时背压为44.2kPa，到17点42分时升至64.9kPa;机组负荷由254MW降至223MW, 两台机组的背压快速上升，平均上升速率为1.78kPa/min，当运行人员发现，背压飞升RB时为时已晚，机组背压上升到65kPa而保护动作停机。

　　2005年7月山西大二发电公司2×600MW 直接空冷燃煤机组于因大风而发生机组跳闸停机。当时环境温度为37.7℃，汽轮机运行背压最高曾达55kPa，被迫降至52kPa时，突然从炉后刮来大风，造成汽轮机停机。

　　一、目前背压保护设计及存在的问题

　　直接空冷系统是利用空气直接冷却汽轮机排汽，排汽经布置在空冷岛顶部的散热器后，在散热器下部轴流风机的冷却风的作用下，凝结成水回到排汽装置，未凝结的气体从散热器顶部由真空泵抽走。空冷汽轮机的背压随环境温度、风速、风向的变化而变化，而山西、内蒙地区一年四季温度、风速、风向变化范围较大，造成机组背压频繁大幅度变化。在高背压、低负荷时容易引起叶片振动而诱发激振，并产生鼓风效应，造成叶片过热损坏。

　　通常情况下直接空冷机组多采用变频技术来控制轴流风机转速，来达到调节汽轮机背压的目的。从经济运行角度来看，提高风机转速，可使汽轮机背压降低，但背压降低多发的电量有时会少于风机多耗的电，得不偿失，所以机组选择经济背压运行，不是背压越低越好。

　　哈汽的空冷汽轮机组设计了背压控制逻辑，但是由于逻辑设计的局限性(见图1) ：当背压在报警线和停机线之间时，DEH将发出背压高快增负荷指令，直至满足要求，实际上机组背压主要靠调整空冷风机转速改变空冷凝汽器冷却效果来控制，此逻辑的设计进一步恶化汽轮机排汽背压，不能实现大幅度的降负荷，克服极端气象条件下的热风回流造成背压急剧升高的问题。